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罕见的“棉花糖行星”,大气成分可能与土卫六相似

2025-03-15 235


行星按照组成有类地行星、气态巨行星、冰巨行星等分类,但这些都只是宇宙基本款,在太阳系之外,有种极为罕见的“棉花糖行星”,它们几乎跟木星一样大颗,但质量仅木星的百分之一,天文学家正在探讨这种行星如何形成。最近,哈伯太空望远镜的新数据带来了一些线索。

棉花糖行星的外观明显非常浮肿,长得和木星一样大颗、密度却极尽之低,不只我们太阳系没有这种行星,就算放眼全宇宙数量也不多。科学家认为,这种膨胀的行星可能正处于行星演化过程中的短暂过渡阶段,它们的大气将逐渐蒸发,最终蜕变成较小的行星。

2012 年时,开普勒太空望远镜发现 Kepler 51 恒星、且带有 3 颗棉花糖行星,分别命名为 Kepler 51b、Kepler 51c、Kepler 51d,哈伯太空望远镜后续进一步针对这些系外行星估算质量和大小,证实它们的质量和地球差不多或多几倍,但它们大气层却膨胀到跟木星差不多大。

科罗拉多大学波德分校团队使用哈伯望远镜寻找 Kepler-51b 和 Kepler-51d 行星大气中的成分,尤其是水,却发现两颗行星的光谱都没有任何明显的化学特征,因为云层过厚。研究人员将结果归因于大气层中高浓度的粒子云,与地球的云不同,这些行星上的云可能由盐晶体或化学烟雾组成,类似土星最大的卫星泰坦大气层一样充满甲烷,而下方较轻的气体如氢气、氦气则使行星大气膨胀。

此外,研究人员指出这些行星密度如此低,是因为该恒星还很年轻(仅 5 亿年),行星演化模型表明,这些行星是在恒星“雪线”外形成的,最接近恒星的 Kepler 51b,在未来 10 亿年内将萎缩成类海王星(但比海王星热一些);距恒星最远的Kepler 51d 也会收缩、但总体而言依然是像泡芙身材的低密度星球。

NASA 的詹姆斯•韦伯太空望远镜未来将能提供有关棉花糖行星的实际组成数据。

新论文发表在《天文期刊》(Astronomical Journal)。

  • ‘COTTON CANDY’ PLANET MYSTERIES UNRAVEL IN NEW HUBBLE OBSERVATIONS
  • ‘Cotton candy’ planet mysteries unravel in new Hubble observations
  • NASA has confirmed a new class of huge ‘super-puff’ planets that have the density of cotton candy

(首图来源:NASA)

2019-12-21 05:04:00

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